Developing OpenDaylight Apps with MD-SAL J. Medved, E. Warnicke, - - PowerPoint PPT Presentation

Developing OpenDaylight Apps with MD-SAL

• J. Medved, E. Warnicke, A. Tkacik. R. Varga

Cisco Sample App: M. Rehak, Cisco February 04, 2014

Controller Architecture

Example: ¡Service ¡Provider ¡Edi2on ¡

Base ¡Network ¡Service ¡Func3ons

¡ ¡ ¡

Management ¡ ¡ GUI/CLI ¡ Controller ¡Pla?orm ¡ Southbound ¡Interfaces ¡ & ¡Protocol ¡Plugins ¡ OpenDaylight ¡APIs ¡(REST) ¡ Data ¡Plane ¡Elements ¡ (Virtual ¡Switches, ¡ Physical ¡Device ¡Interfaces) ¡ Service ¡Abstrac3on ¡Layer ¡(SAL) ¡ (plug-­‑in ¡mgr., ¡capability ¡abstrac3ons, ¡flow ¡programming, ¡inventory, ¡…) ¡ OpenFlow ¡ 1.0 ¡ 1.3 ¡ LISP ¡

Topology ¡ Mgr ¡ Stats ¡ Mgr ¡ Switch ¡ Mgr ¡ Affinity ¡ Service ¡ Network ¡Applica3ons ¡ Orchestra3on ¡& ¡Services ¡

OpenFlow ¡Enabled ¡Devices ¡

LISP ¡ Service ¡

NETCONF ¡ BGP ¡ Addi2onal ¡Virtual ¡& ¡Physical ¡ Devices ¡ SNMP ¡ D4A ¡Protec3on ¡ Open ¡vSwitches ¡ PCEP ¡ OVSDB ¡

FRM ¡ ARP ¡ Handler ¡ Host ¡ Tracker ¡

Hydrogen Implementation

Model-­‑Driven ¡SAL ¡(MD-­‑SAL) ¡ API-­‑Driven ¡SAL ¡(AD-­‑SAL) ¡

Base ¡Network ¡Service ¡Func3ons ¡ ¡

Topology ¡ Mgr ¡ Stats ¡ Mgr ¡ Switch ¡ Mgr ¡ FRM ¡ ARP ¡ Handler ¡ Host ¡ Tracker ¡ Affinity ¡ Service ¡ LISP ¡ Service ¡

Service ¡Func3ons ¡

Topology ¡ Exporter ¡ Topology ¡ Exporter ¡ Topology ¡ Exporter ¡ Topology ¡ Exporter ¡ Topology ¡ Exporter ¡ Inventor y ¡ Manager ¡

Base ¡Network ¡Func3ons ¡ ¡ Config ¡ Subsystem ¡

NSF ¡Adapters ¡ NSF ¡Adapters ¡ NSF ¡Adapters ¡ PCEP ¡ Stats ¡ Mgr ¡ FRM ¡

OpenFlow ¡ 1.0 ¡ 1.3 ¡ OpenFlow ¡Enabled ¡Devices ¡ NETCONF ¡ Addi2onal ¡Virtual ¡& ¡Physical ¡ Devices ¡ Open ¡vSwitches ¡ PCEP ¡ BGP-­‑LS ¡ SNMP ¡ LISP ¡ OVSDB ¡ OpenFlow ¡ 1.0 ¡ RESTCONF ¡ REST ¡ REST ¡ REST ¡ REST ¡ REST ¡ REST ¡ REST ¡ REST ¡ Management ¡ ¡ GUI/CLI ¡ D4A ¡Protec3on ¡

Example: ¡Service ¡Provider ¡Edi2on ¡

NETCONF ¡

MD-SAL – Motivation & Requirements

• Flexibility, ¡but ¡common ¡framework ¡and ¡programming ¡model ¡
• Support ¡API ¡governance ¡
• Func2onally ¡equivalent ¡APIs ¡for ¡different ¡language ¡bindings ¡
• Run-­‑2me ¡Extensibility: ¡
• Augment ¡exis2ng ¡func2onality ¡
• Load ¡new ¡models ¡(extends ¡controller’s ¡func2onality) ¡
• Avoid ¡module/sub-­‑system ¡hotspots ¡
• Performance ¡& ¡scale ¡

From AD-SAL to MD-SAL

Controller ¡PlaPorm ¡

SB ¡Plugin ¡1 ¡ SB ¡Plugin ¡2 ¡ Service ¡ Plugin ¡1 ¡ Service ¡ Plugin ¡1 ¡

AD-­‑SAL ¡

Adapta2on ¡ Request ¡Rou2ng ¡ Plugin ¡NB ¡Java ¡API ¡ REST ¡API ¡ Plugin ¡SB ¡Java ¡API ¡ REST ¡API ¡ Service ¡NB ¡Java ¡API ¡

... ¡ ... ¡

Controller ¡PlaPorm ¡

SB ¡Plugin ¡1 ¡ SB ¡Plugin ¡2 ¡ Service ¡ Plugin ¡1 ¡ Service ¡ Plugin ¡1 ¡

MD-­‑SAL ¡

Modeled ¡SB ¡Java ¡API ¡ RESTCONF ¡ Modeled ¡Service ¡NB ¡Java ¡API ¡

... ¡

Request ¡ ¡ Rou2ng ¡ SB ¡Plugin ¡Model ¡

“Is ¡generated ¡from” ¡

NB ¡Service ¡Model ¡

“Is ¡generated ¡from” ¡

SB ¡Model ¡ Data ¡ NB ¡Model ¡ Data ¡ Data ¡Store ¡

Adapta3on ¡ Plugin ¡

AD-­‑SAL ¡key ¡services: ¡

• Request ¡rou2ng ¡
• Service ¡Adapta2on ¡

MD-­‑SAL ¡key ¡services: ¡

• Request ¡(RPC) ¡and ¡no2fica2on ¡rou2ng ¡
• Data ¡Storage ¡

MD-SAL – Key Tenets Summary

• Modeling ¡language: ¡YANG ¡(rfc6020) ¡
• Used ¡also ¡as ¡IDL ¡
• A ¡couple ¡of ¡minor ¡extensions ¡
• Dynamic ¡late ¡binding ¡
• Run2me ¡& ¡Compile ¡2me ¡code ¡genera2on ¡

Creating the View of the Network

Controller ¡PlaPorm ¡

NETCONF ¡

MD-­‑SAL ¡

... ¡

BGP-­‑LS ¡Topology ¡ Exporter ¡ ¡ OpenFlow ¡Topology ¡ Exporter ¡ ¡ Flow-­‑Capable ¡Node ¡ Inventory ¡Manager ¡ ¡ Model ¡

/Opera2onal ¡ /Config ¡ network-­‑topo ¡ BGP-­‑LS ¡ BGPv4 ¡ BGPv6 ¡ nodes ¡ links ¡ prefixes ¡ n1 ¡ n2 ¡ nx ¡ l2 ¡ l1 ¡

... ¡ ... ¡

lx ¡ p1 ¡ p2 ¡ ... ¡ px ¡ OpenFlow ¡ nodes ¡ nc:1 ¡ nc:2 ¡

BGP-­‑LS ¡ Protocol ¡Plugin ¡

• f:1 ¡
• f:2 ¡

Of:n ¡

... ¡

Groups ¡ Tables ¡ Meters ¡ Ports ¡ Table/2 ¡ Table/1 ¡ Table/n ¡ Flow/1 ¡ Flow/2 ¡ Flow/n ¡

... ¡

Table-­‑stats ¡ Flow-­‑stats ¡ Flow-­‑stats ¡

Sta3s3cs ¡Manager ¡ ¡ Model ¡ Model ¡ Model ¡

MD-SAL: Software Architecture View

Model-­‑Driven ¡SAL ¡(MD-­‑SAL) ¡

Config ¡ Subsystem ¡

RESTCONF ¡ App ¡ NETCONF ¡ Protocol ¡Plugin ¡ ¡ Model ¡ Service/App ¡ Plugin ¡ ¡ Model ¡ Protocol ¡Plugin ¡ ¡ Model ¡ Service/App ¡ Plugin ¡ ¡ Model ¡

... ¡ ... ¡

Network ¡Devices ¡

... ¡

App ¡ Controller ¡Pla?orm ¡ Southbound ¡Interfaces ¡ & ¡Protocol ¡Plugins ¡ Network ¡Applica3ons ¡ Orchestra3on ¡& ¡Services ¡ Data ¡Plane ¡Elements ¡ Clustering ¡

Data ¡Store ¡ Message ¡Bus ¡

Remote ¡Container ¡Instance ¡ Remote ¡Container ¡Instance ¡

Building a Plugin/Application

Model ¡ Model ¡ Yang ¡Model ¡ Java ¡API ¡Defini2on ¡ Java ¡API ¡Defini2on ¡ Generated ¡API ¡ Defini2on ¡ Module ¡ Implementa2ons ¡

Yang ¡Tools ¡ “Plugin” ¡ OSGI ¡Bundle ¡ 1 ¡ 4 ¡ Generate ¡APIs ¡ Create ¡Plugin ¡Bundle ¡ Deploy ¡ Maven ¡ Build ¡Tools ¡

Module ¡ Implementa2ons ¡ Plugin ¡source ¡code ¡

“API” ¡ ¡ OSGI ¡Bundle ¡ Maven ¡ Build ¡Tools ¡ 2 ¡ 3 ¡ Create ¡API ¡Bundle ¡ 4 ¡ Deploy ¡

Controller ¡

The Learning Switch Application

• Inspired ¡by ¡‘OpenDaylight ¡Applica2on ¡Developers’ ¡Tutorial: ¡

hdp://sdnhub.org/tutorials/opendaylight/ ¡

• ODL ¡Wiki: ¡TBD. ¡
• Func2onality: ¡
• Create ¡a ¡HashMap ¡called ¡mac_to_port ¡
• On ¡packet_in, ¡Pprse ¡packet ¡to ¡get ¡src ¡and ¡dst ¡MAC ¡address ¡ ¡
• Store ¡in ¡a ¡hashmap ¡mapping ¡between ¡src_mac ¡and ¡in_port ¡ ¡
• Lookup ¡dst_mac ¡in ¡mac_to_port ¡map ¡to ¡find ¡next ¡hop ¡ ¡
• If ¡next ¡hop ¡is ¡found, ¡create ¡flow_mod ¡and ¡send ¡
• Else, ¡flood ¡like ¡hub. ¡

N ¡

Under the Hood: How it Works

Controller ¡PlaPorm ¡

The ¡Learning ¡Switch ¡ Applica3on ¡

Openflow ¡Protocol ¡Model ¡ (Pkt ¡in,Pkt ¡out) ¡

OpenFlow ¡1.0/1.3 ¡Plugin ¡ OpenFlow ¡Java ¡Library ¡ MD-­‑SAL ¡ Switch ¡

No2fica2on ¡ Delivery ¡ Request ¡ ¡ Rou2ng ¡ 1 ¡ 2 ¡ 3 ¡ 4 ¡ 5 ¡ 6 ¡ 7 ¡

/config ¡

Flow ¡

FRM ¡

Request ¡ ¡ Rou2ng ¡

RESTCONF ¡

Flow-­‑capable ¡Node ¡Model ¡ (Flow ¡programming) ¡

8 ¡ 9 ¡ 10 ¡ 11 ¡ 12 ¡ 13 ¡ NoBficaBon ¡ RPC ¡ RPC ¡ FlowMod ¡ PktOut ¡ PktIn ¡

Building the Sample Application

• Prerequisites: ¡ ¡
• Java ¡7, ¡Maven ¡3.0.5 ¡or ¡later, ¡Linux ¡or ¡Mac ¡
• Mininet ¡2.1 ¡with ¡OpenFlow ¡1.3 ¡virtual ¡switches ¡or ¡CPQD ¡(pointers) ¡
• OpenDaylight ¡Base ¡Edi2on ¡(download ¡& ¡installa2on ¡instruc2ons) ¡
• Download ¡the ¡applica2on ¡code ¡from ¡ODL ¡OpenFlow ¡Plugin ¡repo: ¡

> ¡git ¡clone ¡https://git.opendaylight.org/gerrit/p/openflowplugin.git ¡

• Build ¡the ¡applica2on: ¡

> ¡cd ¡ ¡openflowplugin/samples/learning-­‑switch/ ¡ > ¡mvn ¡clean ¡install ¡

• The ¡build ¡creates ¡the ¡‘learning-­‑switch-­‑0.0.3-­‑SNAPSHOT.jar’ ¡bundle ¡ ¡in ¡

‘openflowplugin/samples/learning-­‑switch/target’ ¡

• Analyzing ¡code ¡in ¡Eclipse: ¡
• Prerequisites: ¡Install ¡maven ¡plugin ¡for ¡Eclipse ¡
• More ¡informa2on: ¡
• hdps://wiki.opendaylight.org/view/OpenDaylight_Controller:Hydrogen_Developer_Guide:MD-­‑

SAL_App_Tutorial ¡

Starting the Environment

• Prequisites: ¡ ¡
• Java ¡7, ¡Maven ¡3.0.5 ¡or ¡later, ¡on ¡Linux ¡or ¡Mac ¡
• Mininet ¡2.1 ¡with ¡OpenFlow ¡1.3 ¡virtual ¡switches: ¡or ¡CPQD ¡
• Download ¡OpenDaylight ¡Base ¡Edi2on: ¡hdps://nexus.opendaylight.org/content/

repositories/opendaylight.release/org/opendaylight/integra2on/distribu2ons-­‑ base/0.1.1/ ¡

• Prepare ¡the ¡controller ¡& ¡applica2on: ¡
• Unzip ¡the ¡downloaded ¡controller ¡package ¡
• Delete ¡the ¡‘Simple ¡Forwarding ¡Applica2on’ ¡bundle ¡from ¡the ¡distribu2on: ¡

> ¡rm ¡opendaylight/plugins/

• rg.opendaylight.controller.samples.simpleforwarding-­‑0.4.1.jar ¡
• Upload ¡the ¡created ¡bundle: ¡ ¡

Put ¡the ¡‘learning-­‑switch-­‑0.0.3-­‑SNAPSHOT.jar’ ¡bundle ¡into ¡the ¡‘opendaylight/plugins’ ¡folder ¡

• Update ¡logger ¡configura2on: ¡

Op2onally, ¡add ¡the ¡following ¡line ¡to ¡configura2on/logback.xml ¡file: ¡ <logger ¡name="org.opendaylight.openflowplugin.learningswitch" ¡level="TRACE"/> ¡

¡

Starting the Environment (Continued)

• Run ¡the ¡controller: ¡

> ¡./run.sh ¡-­‑of13 ¡

• Check ¡that ¡the ¡applica2on ¡bundle ¡is ¡ac2ve. ¡On ¡the ¡controller ¡console, ¡type: ¡
• sgi ¡> ¡lb ¡learn ¡
• You ¡should ¡see ¡something ¡like: ¡

START ¡LEVEL ¡6 ¡ ¡ ¡ ¡ID|State ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡|Level|Name ¡ ¡ ¡103|Active ¡ ¡ ¡ ¡ ¡| ¡ ¡ ¡ ¡4|learning-­‑switch ¡(0.0.3.SNAPSHOT) ¡

• sgi> ¡ ¡
• Op2onally, ¡check ¡that ¡the ¡controller ¡is ¡listening ¡on ¡Ports ¡6633 ¡and ¡6653. ¡ ¡

On ¡a ¡Linux ¡console, ¡type: ¡

> ¡netstat ¡-­‑lnp ¡| ¡grep ¡'java’ ¡

On ¡a ¡Mac ¡OSX ¡console, ¡type: ¡

> ¡lsof ¡-­‑i ¡| ¡grep ¡LISTEN ¡|grep ¡java ¡

• Start ¡Mininet: ¡

> ¡sudo ¡mn ¡-­‑-­‑topo ¡single,10 ¡ ¡-­‑-­‑controller ¡'remote,ip=<controller-­‑ip-­‑ address>,port=6633' ¡-­‑-­‑switch ¡ovsk,protocols=OpenFlow13 ¡

Core Concepts: Instance Identifier

• Unique ¡iden2fier ¡of ¡an ¡element ¡(loca2on) ¡in ¡the ¡yang ¡data ¡

tree; ¡ ¡

• Basically, ¡the ¡path ¡to ¡the ¡node ¡that ¡uniquely ¡iden2fies ¡all ¡the ¡

node's ¡parent ¡nodes ¡

• Examples: ¡ ¡
• Java: ¡

InstanceIdentifier<Node> ¡identifier ¡= ¡ InstanceIdentifier.builder(Nodes.class).child(Node.class,new ¡ NodeKey("foo")).build(); ¡

¡

• REST: ¡

http://localhost:8080/restconf/config/inventory:nodes/node/foo ¡

Running & Troubleshooting the App

• Use ¡RESTCONF ¡to ¡validate ¡that ¡the ¡app ¡started ¡and ¡installed ¡

the ¡ini2al ¡flow ¡into ¡the ¡switch: ¡

On ¡a ¡REST ¡console, ¡issue: ¡

GET ¡http://<contr-­‑ip-­‑address>:8080/restconf/operational/

• pendaylight-­‑inventory:nodes/node/openflow:1/table/0 ¡

Accept ¡Header: ¡application/xml ¡

There ¡should ¡be ¡one ¡flow ¡on ¡the ¡switch ¡forwarding ¡all ¡packets ¡to ¡the ¡ controller ¡

• On ¡Mininet, ¡issue ¡pings ¡between ¡each ¡pair ¡of ¡hosts: ¡

mininet> ¡pingall ¡

6 ¡more ¡flows ¡should ¡be ¡installed ¡in ¡the ¡host. ¡

Other Things to Explore

• Try ¡a ¡network ¡of ¡switches; ¡start ¡Mininet ¡with: ¡

sudo ¡mn ¡-­‑-­‑topo ¡tree,3 ¡ ¡-­‑-­‑controller ¡'remote,ip=192.168.4.1:6653' ¡-­‑-­‑ switch ¡ovsk,protocols=OpenFlow13 ¡

Summary

• OpenDaylight: ¡
• Controller ¡PlaPorm ¡
• Model-­‑Driven ¡Applica2on ¡Development ¡Environment ¡

Backup

N ¡

BGP-LS Flow

Controller ¡PlaPorm ¡

BGP-­‑LS ¡Topology ¡Exporter ¡

Openflow ¡Protocol ¡Model ¡ (Pkt ¡in,Pkt ¡out) ¡

BGP-­‑LS ¡Plugin ¡ MD-­‑SAL ¡

1 ¡ 2 ¡ 3 ¡ 4 ¡ 5 ¡ 6 ¡

/oper ¡

BGP-­‑LS ¡Topology ¡

RESTCONF ¡

Flow-­‑capable ¡Node ¡Model ¡ (Flow ¡programming) ¡

MD-­‑SAL ¡Set ¡ BGP ¡PDU ¡

/oper ¡

BGP-­‑RIB ¡

MD-­‑SAL ¡NoBficaBon ¡ MD-­‑SAL ¡Set ¡

BGP-LS System Flow

[Sub-Section Title]